C结构体中的内存对齐

内存对齐规则

1.     第一个成员在结构体变量偏移量为0 的地址处。
2.     其他成员变量要对齐到自身对齐数的整数倍（非0）的地址处。对齐数=min{编译器默认对齐数，该结构体中最大成员变量的字节数}。vs中默认值是8 ； Linux默认值为4.
3.     结构体总大小为最大对齐数的整数倍。
4.     如果嵌套结构体，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（包含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

举例

1、如下代码输出为 8

struct S1
    {
        char c1;
        char c2;
        int i;
    };
    printf("%d\n", sizeof(struct S1));
           

    c1是char型，占一个字节，第一个成员即 c1 在结构体变量偏移量为0 的地址处。

    c2是char型，占一个字节，要对齐到对齐数的整数倍的位置。对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小中的较小值，vs中默认值是8，取较小值1，char类型的对齐数是1，所以对齐到1 的整数倍，那就是偏移量为1开始的地址空间。

    i是int类型，占四个字节，要对齐到对齐数的整数倍的位置。int类型的对齐数就是 4，所以对齐到4 的整数倍

2、如下代码输出为 12

struct S2
    {
        char c1;
        int i;
        char c2;
    };
    printf("%d\n", sizeof(struct S2));
           

    分析与上面一样，唯一要注意的是结构体的内存大小是最大对齐数的整数倍。

3、如下代码输出为 32

struct S3
    {
        double d;
        char c;
        int i;
    };
    struct S4
    {
        char c1;
        struct S3 s3;
        double d;
    };
    printf("%d\n", sizeof(struct S4));
           

    对应规则第四条，这个图好像有一点点毛病，左边标的数与右边没对齐，看的时候 注意一下。

内存对齐原因

• 平台原因（移植原因）：不是所有的硬件平台都能访问任意地址的任意数据的；某些平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据。
• 性能原因：数据结构尤其是栈应该尽可能在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要做两次访问内存;而对齐的内存访问仅需要一次访问。
• 以空间换时间

参考

C语言-----结构体内存对齐